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- 저자 : 최강훈(Ganghun Choi) (검색결과 13 건)
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최강훈(Ganghun Choi),최현범(Hyun Bum Choi),이상헌(SangHeun Lee),박승연(Seungyeun Pack),김재열(Jae Yeal Kim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
전 세계적으로 지구 대기환경에 대한 연비 규제강화는 매년 4~5% 강화되는 추세로 규제 불만족시 벌금 부과, 경우에 따라서는 판매 금지 등 제한 조치가 내려지고 있다. 특히, 배터리 전기차량 (Battery Electric Vehicle) 모델이 포함된 친환경 차량 라인 업 확대로 배터리 팩 중량으로 인한 차체중량 증가로 인하여 경량 차체 부품 개발의 중요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 고강도 알루미늄/고강도 강을 적용한 리어 플로어 모듈에 대한 정강성 및 동강성 해석을 통하여 정량적 목표(양산차) 기준을 달성여부를 확인하였다. 경량 리어플로어 모듈의 정강성 해석은 Fig 1과 같이 경계조건(Boundary Condition)을 설정하여 경량 리어플로어 모듈에 수직한 등분포 하중 적용 후, 최대 변위량을 측정하는 기준으로 경랴 리어 플로어 모듈의 Cross Member UPR 중앙부로 1000N 하중을 부여하였다. Fig 2. 와 같이 정강성 해석 결과값은 정량적 목표 기준 800N/mm보다 상회한 880.2N/mm로 나타났다. 경량 리어플로어 모듈 동강성 해석은 정강성과 동일한 경계조건을 설정하여 진행해였으며, 1차부터 3차 모드의 형상변형과 고유 진동수를 확인하였다. Fig 3 같이 경량 리어플로어 모듈의 1차 모드는 50.999Hz 2차모드 66.196Hz, 3차 모드 77.825Hz로 정량적 목표인 1차 모드 25Hz, 2차모드 35Hz, 3차 모드 75Hz를 상회하는 결과를 나타냈다. 이는 차체에서 파워트레인 및 주행 중 발생하는 고유 진동수 영역 20~30Hz 대역을 회비하는 고유진동수 대역으로 경량 리어플로어 모듈에서 동강성에 대한 문제없을 것으로 판단되며, 정강성 역시, 양산 리어플로어 모듈과 비교하여 동등이상 강성을 확보하였음을 확인하였다.
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최현범(HyunBum Choi),이상헌(SangHeun Lee),최강훈(Ganghun Choi) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
전 세계적으로 환경에 대한 연비 규제가 매년 강화되는 추세로 각 규제 불만족시 벌금부과, 경우에 따라 판매금지 등 제한조치가 내려지고 있다. 또한, 친환경자동차 보급정책으로 배터리 전기차량 (Battery Eletric Vehicle) 모델 출시 및 수요증가로 인하여 주행거리 증가를 위한 배터리 팩 확장은 오히려 차체중량을 증가를 야기하여 개선방법으로 경량소재 차체부품 적용을 점차적으로 늘어가고 상황이다. 본 논문에서 알루미늄/고강도 강을 적용한 소형 SUV 언더바디 개발 모델링과 양산 소형 SUV 언더바디 모델링과의 굽힘/비틀림 정강성 및 동강성 해석을 통한 비교를 하여 동등이상 강성여부를 달성했는지 확인하였다. 굽힘 정강성 시험은 경량개발/양산 언더바디 모두 동일하게 앞뒤 스트럿 마운트를 고정한 경계조건(Boundary) 설정한 뒤 전면시트 멤버부의 좌우로 각 500N의 수직하중을 비틀림 강성은 뒤 스트럿 마운트 고정하고 앞 스트럿 마운트로 Z 축 기준으로 좌우 ±50Kgf 하중을 부여하였다. 동강성해석은 굽힘 정강성과 동일 경계조건으로 경량개발/양산 언더바디의 고유진동수를 측정하여 결과를 비교하였다. 굽힘 정강성 해석결과, 좌측 강성기준으로 양산은 4564.54KN으로 경량개발은 4754.21KN으로 약 5.37% 향상된 결과를 나타냈다. 비틀림 정강성의 경우, 경량개발이 9512.47Nm/deg 로 양산 4749.36Nm/de 보다 50%이상 향상된 결과를 가져왔다. 이러하여, 다이캐스팅 공법을 적용한 일체형 Pnl-F/Apro, 고강도 강 Cross Member. 강성리브 구조 반영한 알루미늄 압출 SIDE SILL 등을 반영한 경량 언더바디 설계의 유효성이 검증되었으며, 동강성 경우 1 차모드에서 양산은 99.849Hz, 경량개발은 101.03Hz으로 주행 중 발생하는 고유진동수 20~30Hz 영역을 회피 설계 확인되면서 양산대비 높은 성능을 가지는 것으로 나타내었다. 본 논문에서는 개발 진행하고 있는 경량개발 언더바디는 양산 언더바디 대비하여 동등이상의 정강성 및 동강성 성능을 확보를 확인하였으며, 향후, 실 제작품 시험을 통하여 경량개발 언더바디 검증을 진행할 예정이다. The global automotive industry apply of the lightweight materials to reduce car body. It is required to apply lightweight material due to the increase in the weight of EV battery. The importance of lightweight car body parts is also increasing. In this paper, Compact SUV Under body was designed than Weight reduction of 20% compared to mass production. We performed static and dynamic stiffness analysis. As a result of the analysis, Lightweight under body is superior.
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최현범(HyunBum Choi),이상헌(SangHeun Lee),최강훈(Ganghun Choi),박승연(Seungyeun Pack) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
각 국 정부의 자동차 연비 규제강화는 매년 강화되는 상황에서 정책적으로 친환경 자동차 보급을 장려하고 있다. 따라서, 자동차 제조업계에서는 배터리 전기차량 (Battery Electric Vehicle) 모델을 중심으로 출시 확대 및 수요시장도 성장하고 있다. 전기차 경우, 배터리 팩 중량으로 인한 차체 중량 증가로 인하여 알루미늄 차체부품을 확대하여 모듈 조립에 대한 용접의 중요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 소재를 기반으로 한 백 판넬(Back Pannel) 제작을 위한 점 용접(Spot Welding) 최적 조건을 도출하기 위하여 가압력 2KN ~ 4KN, 통전량 30 ~ 35KA, 통전시간 50~200ms를 변수로 하여 조합 한 후, Fig.1과 같이 KS B 0851 규격으로 알루미늄 6000계 소재 겹치기 시편을 Photo 1. 처럼 제작한 다음에 UTM 시험기를 통한 인장시험 (Tensile Force Test)을 실행하여 각 조합별 점 용접부 강도 결과를 Table1 로 정리하였다. 예상대로 가압력, 통전량, 통전시간 변화에 대하여 접합강도 변화가 나타났다. 가압력 경우 2KN에서 3.5KN범위에서는 용접강도가 증가하는 경향이였지만 4KN부터 강도값이 감소하는 것으로 도출되었다. 통전량 경우, 증가할수록 용접강도가 높아지지만, 3KN/35KA에서 용접강도가 감소된 시험값도 나타났다. 통전시간도 증가하면서 용접강도가 증가하는 경향을 보여주었다. 따라서, 본 시험에서는 3.5KN/35KA/200ms 조건에서 가장 높은 용접강도 값이 도출되었으며, 통전시간에 따른 변화가 점 용접강도에 영향이 큰 것으로 판단된다. 향후, 통전량-통전시간에 대한 참고범위를 재정립하여 추가적인 시험을 진행하며, 알루미늄 소재가 용융응고하여 형성되는 너깃(Nugget) 용입깊이 형성 차이로 인한 용접강도 영향을 확인하고자 한다.
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최현범(HyunBum Choi),이상헌(SangHeun Lee),최강훈(Ganghun Choi) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
전 세계적으로 환경에 대한 연비 규제가 매년 강화되는 추세로 각 규제 불만족시 벌금부과, 경우에 따라 판매금지 등 제한조치가 내려지고 있다. 또한, 친환경자동차 보급정책으로 배터리 전기차량 (Battery Eletric Vehicle) 모델 출시 및 수요증가로 인하여 주행거리 증가를 위한 배터리 팩 확장은 오히려 차체중량을 증가를 야기하여 개선방법으로 경량소재 차체부품 적용을 점차적으로 늘어가고 상황으로 이에 경량 차체부품간 접합의 중요성도 점차적으로 커지고 있다. 본 논문에서는 경량소재인 알루미늄 적용한 차체부품간 접합에 대하여 국내/해외 양산차 모델에서 다수 적용하고 있는 접합부재(drilling Screw)를 고속회전으로 인한 마찰로 접합구간을 관통하여 부품간 결합이 이루어지는 Flow Drill Screw를 선정하여 조건 별 접합시험을 진행하였다. 시편소재는 프레스 박판 성형용 Al 6061/Al 6061 와 알루미늄 다이캐스팅 AlDC 12/Al 6061으로 구성되었으며, KS B 0851 규격에 의하여 100*30mm 사각재로 제작하여, 겹침시편으로 제작을 하였다. 선행연구자료를 통하여 Drill Tool에 대한 회전수(RPM), 가압력 조건을 5000/6000 RPM, 가압력 800/900N으로 선정하였고 접합부재 양산차량에서 주로 적용되는 M4 20mm으로 정하였다. 제작된 겹침시편은 만능재료시험기로 2mm/mim 속도로 인장하여 Flow Drill Screw 접합강도를 측정하였다. Al 6061/Al 6061 경우, 6KN 이상 강도를 확보하였고 리벳 머리부에서 파단이 일어나는 경향을 보였으며, RPM/가압력 변화에 대하여 접합강도 변화가 없어 이에 대한 영향이 미미한 것으로 판단되어졌다. 알루미늄 다이캐스팅 ALDC 12 /Al 6061 경우, 5000 RPM에서 접합강도를 측정하였으며, 가압력 800N 경우 접합강도 5.4KN으로 나타났으며, 가압력 900N 은 6.4KN으로 접합강도값이 증가하는 결과를 도출하여 알루미늄 다이캐스팅 소재 경우, 가압력 변화가 접합강도에 영향을 주는 것으로 판단된다. 본 논문시험 외 해외 양산차 경우 알루미늄 다이캐스팅 공법으로 적용한 차체부품에 Flow Drill Screw 가 다수 활용하고 있기에 알루미늄 다이캐스팅 등 접합조건 범위를 확대하여 Flow Drill Screw 접합 관련하여 지속적인 연구를 진행할 예정이다. The global automotive industry apply of the lightweight materials to reduce car body. It is required to apply lightweight material due to the increase in the weight of EV battery. The importance of jointing between light car body parts is also increasing. In this paper, we selected Flow Drill Screw and performed a jointing test for each condition. As a Result of the test, ALDC 12 affect by the welding force.
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최현범(Hyun Bum Choi),최강훈(Ganghun Choi),이상헌(SangHeun Lee),김민근(MinGeun Kim),김재열(Jae Yeal Kim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
자동차 연비 규제강화는 매년 4~5% 강화되는 추세이며, 각 국가별 규제에 따라 기준 미달 시 벌금부과, 경우에 따라서는 판매금지 정책이 활성화되고 있다. 특히, 친환경 차량의 수요시장이 배터리 전기차량(Battery Electric Vehicle)모델을 중심으로 성장하고 있어, 배터리 팩 중량으로 인한 차체중량 증가로 인하여 경량 차체 부품 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 소재 적용하여 양산품 대비 경량화 된 리어플로어 모듈 제작 및 개발하여 동강성 해석을 통하여 주행 발생하는 고유 진동수 영역이 회피여부를 확인하였다. 경량 리어플로어 모듈은 Photo 1. 같이 알루미늄 6000계열 냉간 프레스 성형 대물 PNL 및 다이캐스팅으로 제작된 경량 BRKT으로 제작된 백 판넬과 고강도 강로 제작/개발한 RRFLR Cross member으로 구성되어 있다. 양산 리어플로어 모듈과 실 중량 측정을 통하여 경량 리어플로어 모듈과 비교 결과, 경량 리어플로어 모듈이 양산 대비하여 20% 중량 감소한 것으로 확인되었다. 이에, 경량 리어 플로어 모듈의 동강성 해석은 Fig 1과 같이 경계조건(Boundary Condition)을 수립하여, 경량 센터플로어 모듈의 주요 포인트를 가진 하는 시뮬레이션을 수행하여 1차 고유진동수 등을 도출하였다. 해석결과, Fig 2 같이 경량 리어플로어 모듈의 1차 고유진동수는 50.99Hz로 정량적 목표(양산차) 기준인 1차 고유진동수 25Hz을 크게 벗어난 결과를 나타났다. 그 밖에 2차 고유진동수 66.196Hz, 3차 고유진동수 77.825Hz로 현 양산모듈의 2차 고유진동수 35Hz, 3차 고유진동수 75Hz를 상회한 결과를 도출되어 각 모드별로 공진 주파수 회피설계를 확인하였으며 주행 중 동강성에 대한 문제점은 없을 것으로 판단된다.
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